南海天然气水合物远景区海洋可控源电磁探测试验

为了测试我国自主设计与研发的海洋可控源电磁仪器性能及其在水合物探测中的适用性,本文从海洋可控源电磁法基本原理出发,首先根据试验海域水合物地质特征,建立简化地电模型开展理论研究,确定海洋可控源电磁试验的技术方案;利用研发的海洋可控源电磁仪器,在南海天然气水合物远景区开展探测试验,首次获得了我国深水海域的海洋可控源电磁数据.通过对采集数据进行处理与反演,获得了试验剖面的海底电性结构模型,揭示了4号测点下方存在一个50 m厚的高阻层,其电阻率为25 Ωm、顶部埋深为181 m,为该区天然气水合物调查提供了有价值的电性参考资料.研究结果表明,自主研发的海洋可控源电磁仪器性能达到了预期的设计指标,这标志着我国海洋可控源电磁探测技术向实用化进程迈出了重要一步.     

海底电磁接收机新进展

海洋电磁法广泛用于物理海洋学、地球物理学、水下目标检测等领域,以上研究及应用均建立在对海洋环境下的电磁场信号高精度观测基础上。用于海底电磁场高精度观测的海底电磁接收机,需要解决仪器的高可靠性投放回收、高稳定性水下作业、低噪声、大动态范围、低时漂等一系列技术难题。文中介绍了中国地质大学(北京)近些年来在海底电磁接收机研制方面为达到以上目标所取得的一些经验、成果以及最新进展。新海底电磁接收机的典型电场本底噪声为0.1 nV/m/ Hz@0.5 Hz,动态范围大于110 dB,时漂小于5 ms/day,与国外同类先进产品技术指标平齐。截止到2016年初,累计完成了约60站位的海底电磁数据采集作业,2012年以来接收机回收率达到100%,获取了多批次高质量的海底MT及CSEM资料,研制的接收机成功应用于水合物勘查及油气勘探领域。     

乌鲁木齐市主要岩土层物理力学性质指标相关性分析

由于湿陷性黄土地区地质灾害防治工程地基处理不当,使得黄土地区的非均匀湿陷性对地质灾害的防治工程造成一定威胁。因此,选取合适的参数建立黄土湿陷性预测模型能为黄土地区地质灾害防治工程的基础设计提供理论依据。本文以伊犁河谷地区巩留县黄土为研究对象,在前期收集该地区69组土工试验参数的基础上,借助数理统计的方法对该地区黄土湿陷系数和土性指标参数的相关性进行了分析,并采用多元线性回归理论和神经网络理论建立了该地区黄土湿陷性评价的预测模型。研究结果表明：研究区土体微观结构多表现为絮凝状结构,以支架接触方式为主,矿物颗粒多呈现薄片状,孔隙结构多呈现孔状或不规则状;研究区黄土湿陷系数与含水率、密度、干密度、饱和度、孔隙比、孔隙率相关系数在0.645~0.857之间,具有强或极强的相关性;通过对研究区建立的黄土湿陷性多元线性回归模型和RBF神经网络模型的综合对比,RBF神经网络模型更具有适用性、可信性和准确性,其准确性达到94.20%。因此,建立的RBF神经网络模型精度能够满足实际工程的需要,为解决该地区黄土湿陷性评价问题提供了新的思路。     

CS3301在长周期大地电磁测深仪中的应用研究

大地电磁测深是研究地壳和上地幔构造的一种重要的地球物理探测方法,当前国家正在实施深部探测专项SinoProbe等项目,故需要借助于长周期大地电磁测深仪器.我国没有自己生产的长周期大地电磁测深仪器,只能依靠从乌克兰进口的LEMI-417进行深部探测.在LEMI-417使用中,我们从该仪器提供的数据文件Final.asc中发现它的电场信号测量分辨率为0.01 mV/km,磁场信号测量分辨率为0.01 nT,相对较低,此外,该仪器在无GPS信号时会出现记录紊乱等现象,故需要设计适合课题组需要的长周期大地电磁测深仪器.由于大地电磁测深仪器需要采集的电场、磁场信号为微弱信号,容易淹没于噪声之中,故选用了低噪声、极小总谐波失真率的CS3301作为运算放大器.CS3301提供了4种可选择的信号输入模式和7种可选增益,经分析与测试,测量电场信号时,CS3301设置为输入模式1及×64增益,当极距100 M时,测量精度可达0.001 mV/km,高于LEMI-417的0.01 mV/km;测量磁场信号时,将反馈理论用于测量电路,CS3301设置为输入模式3及×64增益,只对信号的可变部分进行放大,精度可达0.006 nT,高于LEMI-417的0.01 nT.该系统在华南的9005、1005等多个测点以及东北的1600、5105等多个测点进行了测试,并与LEMI-417进行了对比试验,测量结果表明它们的时间序列曲线比较一致,数据处理后,在同一测点得到的大地电磁测深曲线也较一致,说明设计的仪器达到了预期目标.     

坑(井)-地多参数电磁接收系统

坑（井）-地多参数电磁接收系统在地面、坑道、井中三维空间观测天然场源及人工源电磁信号,观测装置接近或穿过矿体,借助动源、大功率发射可获得更加明显的异常值,旨在加大探测深度的基础上提高深部分辨率,同时获取电阻率、极化率、复阻抗等参数.为坑（井）-地电磁成像方法现场数据采集提供硬件设备支持,针对坑道、井中电磁观测的特殊需求,开发了由不极化电极、非接触电极、小型感应式线圈、微型三分量音频磁传感器、地面-坑道电磁接收机、井中电磁接收机等组成的坑（井）-地多参数电磁接收系统,解决了传统不极化电极坑道硬岩表面接地困难和传统感应式磁传感器难以适应坑道狭窄空间的问题;通过多层次的室内、弱干扰条件下野外测试验证了接收系统的各项技术指标,接收机通道全频段噪声水平接近10 nV/rt（Hz）,微型三分量音频磁传感器体积压缩至32 cm×32 cm×32 cm;强干扰条件下的矿山试验验证了接收系统的可靠性、适用性及先进性.

     

一种便携式珊瑚礁分布调查系统研究与应用

珊瑚礁作为海洋中典型的生态系统具有重要的意义。我国沿岸珊瑚礁分布面积存在较大争议,受限于技术方法和近岸水体透明度及珊瑚礁分布特征,近岸珊瑚礁分布状况调查主要采用人工潜水的方式开展,缺乏高效的调查设备和技术方法。本文针对这一现状,研究开发了一种便携式的珊瑚礁分布调查系统,并选择广西涠洲岛进行试点应用。该调查系统可实现水下影像资料和GPS位置信号同步,并配合甲板单元实现数据的实时分站记录和存储。研究调查显示,该调查系统操作可操作性强且安全高效,可大幅提高调查作业效率至150%～200%。试点调查结果与涠洲岛珊瑚礁分布历史调查数据基本吻合,调查误差仅3.8%。     

南黄海海底大地电磁测深试验研究

针对南黄海盆地深层地震地质条件差,地震波受屏蔽,能量严重衰减,在海洋反射地震资料中很难识别反映中-古生界的反射地震波组,不能满足南黄海盆地前第三系油气资源前景评价的需要等问题,于2006年5月,开展了南黄海海域海底大地电磁测深试验,在盆地内五莲斜坡和胶州凹陷区布设了3个海底大地电磁测深点,取得了可靠的海底观测数据.本文详细阐述了海底大地电磁测深与常规大地电磁测深在数据处理方法上的差别,论述了海洋电磁噪声对海底大地电磁场观测的影响,提出了海底大地电磁场实测资料“水平姿态”校正、“方位”校正和“海洋电磁噪声”校正的方法.通过对试验观测资料的处理和反演,并结合地质、物性资料进行综合分析,结果表明在南黄海盆地海底以下深部还存留有古生代地层,这对于南黄海前第三系含油气前景的评价具有重要意义.试验结果也证明了海底大地电磁测深技术在研究古生代残留盆地方面的问题可以发挥相当好的作用.     

山地城市某地铁深基坑监测与特性分析

以重庆某地铁复杂深基坑工程为实例,沿基坑周边布设3类监测项目,在基坑开挖施工过程中,对各监测对象进行了监测。根据监测数据,分别对桩撑、桩锚、板肋支护结构水平和竖向位移、支护桩深层水平位移、基坑周边地表沉降等变形特性进行了综合分析,结果表明,该基坑工程支护设计方案可满足设计和周边环境的要求。     

控制海底电磁激发脉冲发射的时间同步技术

为达到海洋可控源电磁探测和远参考测量的目的,研究控制海底电磁激发脉冲发射的时间同步技术,包括发射前与GPS的对钟技术和发射中的同步技术,保证仪器工作的时间和公共的时间基准GPS信号保持精确一致,为后期的数据处理解释提供统一的时间坐标.对钟技术是指,在海洋调查船上完成仪器内部RTC芯片分频所得的秒脉冲信号RTC_PPS与GPS秒脉冲信号PPS时钟沿的同步;同步技术是指,海底工作过程中,仪器在预定的时钟沿将可控源信号精确发射出去.本论文采用CPLD芯片、RTC芯片、GPS模块和AVR单片机来完成对钟和同步模块的设计.     

扎龙湿地土地利用类型评价研究

扎龙湿地属于典型的芦苇沼泽湿地,由于扎龙湿地水环境的变化,扎龙湿地土地利用类型的变化为:耕地、居民地、盐碱地总体上略呈增加趋势,草地呈减少趋势,湖泊和水库、明水沼泽、芦苇沼泽等湿地面积变化与来水量的丰枯变化相关,明水沼泽和芦苇沼泽的变化趋势呈反相关.土地利用类型对湿地面积的影响程度最大的是居民地面积,其次是耕地、盐碱地、草地面积的变化.